【摘 要】
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声呐舱室自噪声是影响声呐工作距离的关键因素,一般分为机械噪声、螺旋桨噪声以及水动力噪声三类,随着先进减隔振设备的研发与低噪声推进技术的开展,中高航速下水动力自噪声成为了声呐工作的主要干扰源。声呐舱室水动力自噪声主要来自于湍流脉动压力激励声呐透声窗结构振动产生的时-空随机分布噪声。本文分别建立了流激声呐自噪声解析与数值预报方法,并提出复合夹芯材料降低自噪声的方案,主要的研究内容概括如下:（1）分析了
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声呐舱室自噪声是影响声呐工作距离的关键因素,一般分为机械噪声、螺旋桨噪声以及水动力噪声三类,随着先进减隔振设备的研发与低噪声推进技术的开展,中高航速下水动力自噪声成为了声呐工作的主要干扰源。声呐舱室水动力自噪声主要来自于湍流脉动压力激励声呐透声窗结构振动产生的时-空随机分布噪声。本文分别建立了流激声呐自噪声解析与数值预报方法,并提出复合夹芯材料降低自噪声的方案,主要的研究内容概括如下:（1）分析了湍流脉动压力时-空随机特性的数学描述方法,概括了现有两类计算湍流脉动压力波数-频率谱的方法:经验公式法和CFD大涡模拟法,比较了几类常见的经验公式波数-频率谱特点以及适用范围,给出了大涡模拟计算湍流脉动压力的流程,比较分析了经验公式与CFD计算结果的差异;（2）建立了声呐舱室流激自噪声预报的解析模型,综合弹性薄板理论、封闭声腔理论和自由场声辐射理论得到流激板腔耦合自噪声系统方程,采用模态展开法求解得到自噪声表达式。在循环水槽开展了验证性试验,证明了算法的准确性。通过参数分析得到了流激板腔耦合自噪声的产生机理;（3）提出了复合夹芯材料降低流激自噪声的方案,以复合板离散层理论结合层间位移应力连续条件为基础,采用Rayleigh-Ritz法推导了复合板运动方程,进而得到流激夹芯板-腔耦合系统的自噪声表达式,分析了影响夹芯板降噪效果的关键因素;（4）形成了数值计算流激声呐舱室自噪声的方法,采用大涡模拟法计算声呐透声窗表面的湍流脉动压力,比较了不同流速下湍流脉动压力自谱的特性。将湍流脉动压力时域数据转化为频域数据,作为载荷施加到结构有限元模型表面,最终得到流激声呐舱室自噪声结果,并指出了影响数值计算精度的主要原因。综上所述,本文建立了流激声呐舱室自噪声的预报方法,并得到了指导自噪声控制的若干规律,为提高声呐工作效率、实现减振降噪奠定理论基础。
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